Méthode de calcul de la calculette parois opaque

Notre calculette de performances des murs est basée sur la réglementation thermique et sur la norme internationale ISO/FDIS 13786. Elle permet de déterminer le comportement des parois opaques en hiver et en été.

mur en brique à joints minces de type A
Cet article fait partie du dossier Quel MUR pour ma maison ?

Pour fonctionner, notre calculette nécessite de calculer des pertes par ponts thermiques de liaison et donc de connaître les longueurs de ces liaisons.  Elle fonctionne donc à partir des dimensions d'un mur type qui est illustré ci-dessous :

dimensions paroi type
dimensions paroi type

Les liaisons considérées sont marquées en mauve sur l'illustration (liaison du plancher bas, du plancher intermédiaire, 2 angles de murs sortants, un entrant,un mur de refend) et également les liaisons avec les menuiseries.

Valeurs de sortie

La calculette permet de déterminer les valeurs suivantes pour une paroi opaque (murs) :

  • Le Coefficient Up de la paroi (W/m²K)
    formule conductance thermique paroi UpIl s'agit de l'inverse de la résistance thermique totale des couches composant le mur,  auquel est éventuellement ajouté un ΔU pour tenir compte des ponts thermiques intégrés Ψi , c'est à dire les défauts d'isolation apparaissant de manière répétitive dans la paroi (rails de fixation d'isolants, montant des ossatures bois, pannes de charpente). Cette formule est issue de la réglementation thermique RT 2005,  règles TH-U  volume 4/5 parois opaques, méthodes de calcul.
  • Les pertes thermiques de la paroi et de ses ponts thermiques de liaisons, ramenées au m².
    pertes thermiques W/m2KIl s'agit du flux de chaleur par mètre carré et par degré d'écart entre la température intérieure et extérieure (W/m²K) calculé selon la formule ci-contre (les Ψi représentant cette fois les ponts thermiques de liaison).
  • Le pourcentage des pertes par ponts thermiques de liaison
    Dans la formule précédente, il s'agit de la part des pertes ∑ Ψi.Li/A par rapport au pertes totales Φ
  • Le déphasage et la capacité thermique surfacique, dont le détail de calcul est indiqué plus loin.
  • L'énergie grise au m² : il s'agit de l'énergie qui a été consommée pour fabriquer 1 m² de mur avec tous ses composants.
  • La résistance à la diffusion de vapeur d'eau du mur complet avec toutes ses couches.
    Elle exprimée en épaisseur d'air équivalente (m) et consiste en la somme des résistances de chacune des couches : Sd = ∑ ( μi . ei )
    Remarque : la calculette ne vérifie pas si vous avez prévu les freine-vapeur ou pare-vapeur qui s'imposent (DTU et avis technique, voir les exemples d'usage page 22 sur ce document de l'ACERMI). Dans le cas d'isolation par l'intérieur ou de maison à ossature, la résistance réelle risque donc d'être inférieure à la valeur calculée.

Utilisation de la calculette

Les questions posées par la calculette permettent de déterminer quels sont les valeurs des ponts thermiques de liaison, selon les principaux cas de figure identifiés dans les règles Th-U 5/5 de la réglementation thermique RT 2005 (et quelques avis techniques).
Les valeurs proposées correspondent aux valeurs moyennes rencontrées pour chaque cas de figure et peuvent être modifiées à l'avant-dernière étape de calcul. Le numéro des paragraphes correspondant dans le livre Th-U 5/5 est indiqué pour permettre d'ajuster la valeur du pont thermique.

Calculs thermodynamiques

Pour ces calculs, nous avons directement utilisé la norme internationale ISO/FDIS 13786 (Performance thermique des composants de bâtiments - Caractéristiques thermiques dynamiques - Méthodes de calcul) car la RT-2005 ne permet pas directement de pouvoir comparer les performances thermodynamique des parois.

La norme ISO 13786 représente les transferts de chaleur des parois opaques soumises à un régime sinusoïdal (période utilisée = la journée). Se référer à cette norme pour connaître le détail complet.

matrice de transfert de flux de chaleurA chaque couche homogène de matériau est associée une matrice liant les amplitudes complexes de la température et de la densité de flux thermique d’un côté du composant aux amplitudes complexes de la température et de la densité de flux thermique de l'’autre côté.

Les matrices se multiplient en partant de la couche extérieure vers la couche intérieure (y compris les résistances de surface). Les coefficients pour chaque couche se calculent comme suit : 

coefficients matrice de conductance

Avec :

  • ζ rapport de l’épaisseur d’une couche à la profondeur de pénétration
  • λ conductivité thermique utile du matériau  W/(m·K)
  • δ profondeur de pénétration périodique d’une onde thermique dans le matériau (m)
  • j  nombre imaginaire pur  ( j² = -1)

calcul déphasage

Le déphasage est calculé comme suit : 

 

Et la capacite thermique surfacique comme suit : capacite thermique surfacique

Article publié le 27 septembre 2008

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